2011高考物理备考 专题10交变电流百所名校组合卷系列

20112011 高考物理备考之百所名校组合卷系列高考物理备考之百所名校组合卷系列 专题专题 1010 交变电流交变电流 试题 1 交流发电机在工作时的电动势为E E0sin t 若将其电枢的转速提高 1 倍 其他条件不变 则其电动势变为 A E0sin2 t B 2E0sin2 t C E0sin D 2E0sin t 2 t 2 解析 交变电压瞬时值表达式为E E0sin t 而E0 NBS 电枢的转速提高 1 倍 即 加倍 其他条件不变时E0加倍 应选 B 项 答案 B 试题出处 2011 河北衡水中学模拟 试题 2 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动 产生的交变电流电动势 e 220sin t 则 2 A 交流的频率是 50 Hz B 交流电的有效值是 220 V C 当t 0 时 线圈平面恰好与中性面重合 D 当t s 时 e有最大值 220 V 1 2002 解析 由题设知 电动势最大值为 220 V 故有效值是 220 V t 0 时 e 0 2 故 B C 正确 未知 f无法确定 t s 时 电压瞬时值无法确定 A D 错 1 200 答案 BC 试题出处 2011 柳州一中模拟 试题 3 如图 1 所示为一台发电机的结构示意图 其中 N S 是永久磁铁的两个磁极 它们的表面呈半圆柱面形状 M是圆柱形铁芯 它与磁极的柱面共轴 铁芯上有一矩形线 框 可绕与铁芯M共轴的固定转轴旋转 磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径 大小 近似均匀的磁场 若从图示位置开始计时 当线框绕固定轴匀速转动时 下列说法正确的 是 图 1 A 穿过线圈的磁通量始终为零 B 穿过线圈的磁通量的变化率不为零 C 线圈中将产生恒定电流 D 线圈中将产生交变电流 大小不变 方向每转一周改变两次 解析 由题图可知 穿过线圈的磁通量显然不为零 且变化率不为零 据右手定则 线圈中将产生交变电流 大小不变 方向每转一周改变两次 B D 对 答案 BD 试题出处 2011 烟台一中模拟 试题 4 如图 2 所示 理想变压器初级线圈的匝数为n1 次级线圈的匝数为n2 初 级线圈的两端a b接正弦交流电源 电压表 V 的示数为 220 V 负载电阻R 44 电流 表 A1的示数为 0 20 A 下列判断中正确的是 图 2 A 初级线圈和次级线圈的匝数比为 2 1 B 初级线圈和次级线圈的匝数比为 5 1 C 电流表 A2的示数为 1 0 A D 电流表 A2的示数为 0 4 A 试题出处 2011 北京东城区模拟 试题 5 某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图 3 所示 如果其他条件 不变 仅使线圈的转速变为原来的一半 则交流电动势的最大值和周期分别变为 图 3 A 200 V 0 08 s B 25 V 0 04 s C 50 V 0 08 s D 50 V 0 04 s 解析 据交流电电动势最大值表达式Em nBS 可知 若转速减半 则 减半 最 大值减半 为 50 V 原周期为 4 10 2 s 转速减半 周期加倍为 8 10 2 s 故 C 正 确 答案 C 试题出处 2011 天津南开中学模拟 试题 6 全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的 当进行排水和脱 水工序时 控制铁芯 1 的线圈通电 使铁芯 2 运动 从而牵引排水阀的阀门 排除污水 如 图 4 所示 以下说法中正确的是 图 4 A 若输入的控制电流由a流入 由b流出 则铁芯 2 中A端为N极 B端为S极 B 若输入的控制电流由a流入 由b流出 则铁芯 2 中A端为S极 B端为N极 C 若a b处输入交变电流 铁芯 2 不能被吸入线圈中 D 若a b处输入交变电流 铁芯 2 仍能被吸入线圈中 解析 通交流电时 铁芯 2 仍被磁化而被吸入线圈中 故 D 项对 易知其它选项中 B 对 答案 BD 试题出处 2011 西安一中模拟 试题 7 某理想变压器原 副线圈的匝数比为 55 9 原线圈所接电源电压按图 5 所 示规律变化 副线圈接有一灯泡 此时灯泡消耗的功率为 40 W 则下列判断正确的是 图 5 A 副线圈两端输出的电压为 36 V 2 B 原线圈中电流表的示数约为 0 18 A C 变压器的输入 输出功率之比为 55 9 D 原线圈两端电压的瞬时值表达式为u 220sin100 t V 解析 根据变压器的原 副线圈的电压之比等于匝数之比 故副线圈两端输出的电 压为U2 U1 36 V A 错 根据理想变压器知P1 P2 故有I1 0 18 A B 选项正确 n2 n1 P1 U1 C 错 原线圈两端电压的瞬时值表达式为u 220sin100 t V D 错 2 答案 B 试题出处 2011 北京师大附中模拟 试题 8 在如图 6 所示的 a b 两电路中 当a b端与e f两端分别加上 220 V 的交流电压时 测得c d间与g h间的电压均为 110 V 若分别在c d和g h两端加 上 110 V 的交流电压 则a b间与e f间的电压分别为 A 220 V 220 V B 220 V 110 V C 110 V 110 V D 220 V 0 V 图 6 试题出处 2011 华东六市联考模拟 试题 9 面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图 7 甲 乙所示的 磁场中 甲图中有磁感应强度为B0的匀强磁场 线圈在磁场中以周期T绕OO 轴做匀速转 动 乙图中的磁场的变化规律为B B0cost 从图示时刻 t 0 时刻 起计时 则 2 T A 两线圈中的磁通量变化规律均为 B0Scost 2 T B 两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同 C 两线圈中产生的交变电流的有效值不同 D 从此刻起 T 4 时间内流过线圈截面的电荷量相同 图 7 解析 由于线圈在磁场中以周期T绕OO 轴做匀速转动 所以其角速度为 在 2 T 面积相同的情况下两者的磁通量变化规律均为 B0Scost 那么二者实际产生的交变 2 T 电流是相同的 因此感应电动势达到最大值的时刻 交变电流的有效值 T 4 时间内流过 线圈截面的电荷量都是相同的 故 AD 正确 答案 AD 试题出处 2011 湖北调研 试题 10 如图 8 所示 一理想变压器原线圈接入一交流电源 副线圈电路中 R1 R2 R3和R4均为固定电阻 开关S是闭合的 V1和 V2为理想电压表 读数分别为 U1和U2 A1 A2和 A3为理想电流表 读数分别为I1 I2和I3 现断开S U1数值不 变 下列推断中正确的是 图 8 A U2变小 I3变小 B U2不变 I3变大 C I1变小 I2变小 D I1变大 I2变大 解析 因为变压器的匝数与U1不变 所以U2不变 故两电压表的示数均不变 当 S 断开时 因为负载电阻增大 故次级线圈中的电流I2减小 由于输入功率等于输出功率 所以I1也将减小 C 正确 因为R1的电压减小 故R2 R3两端的电压将增大 I3变大 B 正确 答案 BC 试题出处 2011 郑州一中模拟 试题 11 一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动 角速度为 时 线圈中 产生的交变电动势的最大值为E0 周期为T0 外力提供的功率为P0 若使线圈转动的角速 度变为 2 线圈中产生的交变电动势的最大值为E 周期为T 外力提供的功率为P 则 E T和P的大小为 A E 2E0 T T0 P 2P0 1 2 B E E0 T T0 P 2P0 1 2 C E 2E0 T T0 P 2P0 D E 2E0 T T0 P 4P0 1 2 试题出处 2011 长沙一中模拟 试题 12 一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图 13 所示 由图可知 图 13 A 该交流电的电压瞬时值的表达式为u 100sin 25t V B 该交流电的频率为 25 Hz C 该交流电的电压的有效值为 100 V 2 D 若将该交流电压加在阻值为R 100 的电阻两端 则电阻消耗的功率是 50 W 解析 从图中可知 交流电周期T 4 10 2 s 峰值电压Um 100 V 故交流电的频 率f 25 Hz 有效值U 50 V 加在R 100 的电阻上时的热功率P 50 1 T Um 22 U2 R W 瞬时值表达式u Umsint 100sin 50 t V 故正确选项为 B D 2 T 答案 BD 试题出处 2011 正定一中模拟 试题 13 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动 产生的交流电动 势的最大值为Em 设t 0 时线圈平面与磁场平行 当线圈的匝数增加一倍 转速也增大一 倍 其他条件不变时 交流电的电动势为 A e 2Emsin2 t B e 4Emsin2 t C e Emcos2 t D e 4Emcos2 t 解析 产生电动势的最大值Em NBS 2n n为转速 当N 2N n 2n时 2 Em 4Em 所以交流电的电动势的表达式为e 4Emcos2 t 故选 D 答案 D 试题出处 2011 重庆一中模拟 试题 14 一中学生为发射的 神舟七号 载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速 度的装置 其原理可简化为如图 18 所示 连接在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动触 头连接 该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处 在零刻度的两 侧分别标上对应的正 负加速度值 关于这个装置在 神舟七号 载人飞船发射 运行和 回收过程中示数的判断正确的是 图 18 A 飞船在竖直加速升空的过程中 如果电压表的示数为正 则飞船在竖直减速返回地 面的过程中 电压表的示数仍为正 B 飞船在竖直加速升空的过程中 如果电压表的示数为正 则飞船在竖直减速返回地 面的过程中 电压表的示数为负 C 飞船在圆轨道上运行时 电压表的示数为零 D 飞船在圆轨道上运行时 电压表示数所对应的加速度大小应约为 9 8 m s2 解析 该装置在地面上静止时 kx mg 指针指在表盘中央的零刻度处 飞船在加 速上升的过程中 kx mg 滑动头下移 此时 电压表的示数为正 飞船在竖直减速返回地 面的过程中 加速度方向向上 此时电压表示数仍为正 故 A 对 B 错 飞船在圆轨道上运 行时 飞船中的物体处于完全失重状态 a g 弹簧恢复原长 电压表示数不为零 故 C 错 D 对 答案 AD 试题出处 2011 成都四中模拟 试题 15 某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站 发电机输出功率为 9 kW 输出电压为 500 V 输电线的总电阻为 10 允许线路损耗的功率为输出功率的 4 求 1 村民和村办小企业需要 220 V 电压时 所用升压变压器和降压变压器的原 副线圈 的匝数比各为多少 不计变压器的损耗 2 若不用变压器而由发电机直接输送 村民和村办小企业得到的电压和功率是多少 解析 建立如图 14 所示的远距离输电模型 要求变压器原 副线圈的匝数比 先要 知道原 副线圈两端的电压之比 图 14 本题可以从线路上损耗的功率为突破口 先求出输电线上的电流I线 再根据输出功 率求出U2 然后再求出U3 1 由线路损耗的功率P线 IR线可得 2 线 I线 A 6 A P线 R线 9000 4 10 又因为P输出 U2I线 所以 U2 V 1500 V P输出 I线 9000 6 U3 U2 I线R线 1500 6 10 V 1440 V 根据理想变压器规律 n1 n2 U1 U2 500 V 1500 V 1 3 n3 n4 U3 U4 1440 V 220 V 72 11 所以升压变压器和降压变压器原 副线圈的匝数比分别是 1 3 和 72 11 图 15 2 若不用变压器而由发电机直接输送 模型如图 15 所示 由P输出 UI线 可得I线 A 18 A P输出 U 9000 500 所以线路损耗的功率 P线 IR线 182 10 W 3240 W 2 线 用户得到的电压U用户 U I线R线 500 18 10 V 320 V 用户得到的功率P用户 P输出 P线 9000 3240 W 5760 W 答案 1 1 3 72 11 2 320 V 5760 W 试题出处 2011 石家庄一中模拟 试题 16 传感器有很多种 包括力学传感器 电学传感器等 它们在我们日常生活 中的用途越来越大 越来越重要 某老师想制作一个电子控制电路 找到了一个旧传感器 如图 16 所示为检测该传感器的电路图 传感器上标有 3 V 0 9 W 的字样 传感器可看 做一个纯电阻 滑动变阻器R0上标有 10 1 A 的字样 电流表的量程为 0 6 A 电 压表的量程为 3 V 图 16 1 根据传感器上的标注图 16 计算该传感器的电阻和额定电流 2 若电路各元件均完好 检测时 为了确保电路各部分的安全 在a b之间所加的 电源电压最大值是多少 3 根据技术资料可知 如果传感器的电阻变化超过 1 则该传感器就失去了作 用 实际检测时 将一个电压恒定的电源加在图中a b之间 该电源电压小于上述所求电 压的最大值 闭合开关 S 通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压 检测记录 如下 电压表示数 U V 电流表示数 I A 第一次 1 480 16 第二次 0 910 22 若不计检测电路对传感器电阻的影响 通过计算分析 你认为这个传感器是否仍可使 用 此时a b间所加的电压是多少 试题出处 2011 山东实验中学模拟 试题 17 如图 9 所示 单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平 匀强磁场中 线框面积为S 电阻为R 线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度 匀 速转动 线框中感应电流的有效值I 线框从中性面开始转过的过程中 通 2 过导线横截面的电荷量q 图 9 解析 电流的最大值Im 电流的有效值I 穿过导体某横截面的 BS R Im 2 2 BS 2R 电荷量Q R BS R 答案 2BS 2R BS R 试题出处 2011 洛阳一中模拟 试题 18 为了节能和环保 一些公共场所使用光控开关控制照明系统 光控开关可 采用光敏电阻来控制 光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件 照度可以反映光的 强弱 光越强照度越大 照度单位为 lx 某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表 照度 lx 0 20 40 60 81 01 2 电阻 k 754028232018 根据表中数据 请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线 并说明阻值随 照度变化的特点 图 10 如图 10 所示 当 1 2 两端所加电压上升至 2 V 时 控制开关自动启动照明系统 请利用下列器材设计一个简单电路 给 1 2 两端提供电压 要求当天色渐暗照度降低至 1 0 lx 时启动照明系统 在虚线框内完成电路原理图 不考虑控制开关对所设计电路的 影响 提供的器材如下 光敏电阻Rp 符号 阻值见上表 直流电源E 电动势 3 V 内阻不计 定值电阻 R1 10 k R2 20 k R3 40 k 限选其中之一并在图中标出 开关S及导线若干 解析 光敏电阻随光照度变化的曲线如图 11 甲所示 其特点是 光敏电阻的阻值 随光照度的增大非线性减小 图 11 当光照度降至 1 0 lx 时 光敏电阻的阻值为RP 20 k 设计原理图如图 11 乙所 示 根据欧姆定律与串联电阻的分压 即 U12 RP E U12